Голографический способ интерференционных измерений Советский патент 1992 года по МПК G01B9/21 

Изобретение относится к области применения голографии в интерференционных измерениях.

Цель изобретения - повышение производительности способа.

На чертеже изображена оптическая схема устройства для.реализации голографиче- ского способа интерференционных измерений.

Устройство содержит осветительную систему, включающую источник 1 света, например лазер, и оптическую систему освещения, например телескопическую, образованную отрицательной 2 и положительной 3 линзами. Оптическая система со- пряжения объектной 4, опорной 5 голограмм и носителей 6 и 7 включает два

объектива, причем задняя фокальная плоскость объектива 8 совмещена с передней фокальной плоскостью объектива 9, а в совмещенных фокальных плоскостях установлена фильтрующая диафрагма 10 с двумя отверстиями для фильтрации комплексно- сопряженных волн. Держатели голограмм 4 и 5 выполнены в виде двух совмещенных узлов 11 и 12 для крепления голограмм, а держатели носителей б и 7 - в виде двух совмещенных узлов 13 и 14 для крепления носителей. Узлы 11-14 крепления голограмм и носителей установлены на направляющих 15, параллельных друг другу, причем направляющая 15 ориентирована перпендикулярно штрихам на голограммах 4 и 5. В устройство введены двигатели 16, соедио

ненные механически 17с узлами крепления голограмм и носителей, а также блок 18 управления работой двигателей, имеющий два выхода, причем один выход соединен с двигателями, механически соединенными с узлами 11 и 13, а второй выход соединен с двигателями, механически соединенными с узлами 12 и 14.

Голографический способ интерференционных измерений реализуется следующим образом.

Устанавливают объектную 4 и опорную 5 голограммы в совмещенные узлы 11 и 12 соответственно, причем голограммы ориентируют так, чтобы штрихи на них были перпендикулярны направляющей 15. В узлы 13 и 14 устанавливают носители, например фотопластинки 6 и 7. Источником 1 света и с помощью оптической системы 2 и 3 освещают голограммы 4 и 5. Восстановленные вол- sib с объектной 4 и опорной 5 голограмм, например в первые порядки дифракции, фокусируются объективом 8 на фильтрующую диафрагму 10, где с помощью двух отверстий фильтруются от нулевых и высших порядков дифракций. Объективом 9 восстановленные волны в первых порядках дифракции с голограмм 4 и 5 коллимируют- ся и сводятся на носителях 6 и 7. При экспонировании носителей 6 и 7 волнами, восстановленными в±1-х порядках дифрэк- цчи с совмещением голограмм 4 и 5 невозможно осуществить перезапись объектной 4 и опорной 5 голограмм на носители 8 и 7 соответст венно, так как на каждом носителе будут регистрироваться перезаписанные объектная и опорная голограммы при интерференции ± 1-х порядков дифракции, а, кроме этого, освещенность на каждом носителе будет промодулирована интерференцией волн, восстановленных -Н-х порядком с объектной и опорной голограмм и -1-х порядком дифракции с объектной и опорной голограмм.

Таким образом, на каждом носителе регистрируется две перезаписанные голограммы и две интерференционные картины. Для устранения рассмотренных интерференционных помех последовательно перезаписывают совмещенные объектную 4 и опорную 5 голограммы на два совмещенные носители 6 и 7 следующим образом: при перезаписи голограммы 4 на носитель 6 с помощью блока 18 управления работой двигателей включают пару двигателей, механически связанных с узлами 12 и 14, и приводят в движение узлы 12 и 14 вдоль направляющих. Вместе с узлами 12 и 14 приводятся в движение голограмма 5 и носитель 7. В этом случае интерференционная

структура, образованная от голограммы 5, будет сдвигаться относительно обоих носителей 6 и 7. Движение интерференционной структуры во время экспонирования приво5 дит к усреднению ее по площади носителей, т.е. на носитель 7, так как последний движется. Это приводит к усреднению интерференционной структуры, образованной с голограммы 4 на носителе 7, Таким образом,

0 при перезаписи голограммы 4 осуществится регистрация интерференционной структуры с голограммы 4 на носитель 6, так как голограмма4 и носитель 6 неподвижны друг относительно друга. При перезаписи голо5 граммы 5 на носитель 7 с помощью блока 18 управления работой двигателей включают пару двигателей, механически связанных с узлами 12 и 14, и возвращают узлы 12 и 14 в первоначальное положение. В этом случае

0 при перезаписи голограммы 5 осуществится ре истрация интерференционной структуры от голограммы 5 на носитель 7, так как голограмма 5 и носитель 7 неподвижны друг относительно . Интерференционная

5 структура от подвижной голограммы 4 усреднится на обоих носителях, а структура от голограммы 5 усреднится на подвижном носителе 6, Таким образом, перезаписывают совмещенные объектную и опорную голо0 граммы на два совмещенные носители. На конечном этапе перезаписи совмещенные перезаписанные объектную и опорную го- лограмы устанавливают в устройство, освещают, фильтруют волны, восстановленные в

5 +1 порядки дифракции, и получают интерференционную картину.

Использование предлагаемого способа интерференционных измерений и устройства для его реализации обеспечивает по

0 сравнению с существующими способами следующие преимущества: позволяет перезаписывать совмещенные объектную и опорную голограммы, тем самым исключить операции (убирают одну голограмму и уста5 навливают другую голограмму) настройки при совмещении перезаписываемых голограмм, что значительно сокращает время на реализацию способа и способствует поставленной цели изобретения -ускорению реа- 0 лизации способа,

Формула изобретения Голографический способ интерфер„ен- ционкых измерений, включающий последовательную перезапись объектной и опорной

55 голограмм на носителе при фильтрации комплексно-сопряженных волн, восстановленных с голограмм, и получение интерференционной картины при совмещении перезаписанных объектной и опорной голограмм, отличающийся тем, что, с

целью повышения производительности, последовательно перезаписывают совмещенные объектную и опорную голограммы на два совмещенных носителя, причем при перезаписи объектной голограммы на первый носитель сдвигают относительно обоих носителей интерференционную структуру, образованную от опорной голограммы и

относительно второго носителя - образованную от объектной голограммы, а при перезаписи опорной голограммы на второй носитель сдвигают относительно обоих носителей интерференционную структуру, образованную от объектной голограммы и относительно первого носителя - образованную от опорной голограммы.

Использование: топографические измерения фазовых объектов. Цель - повышение производительности способа. Сущность изобретения: осуществляют последовательную перезапись объектной и опорной голограмм и формируют интерференционные картины при совмещении голограмм. Последовательно перезаписывают совмещенные объектную и опорную голограммы на два совмещенных носителя. При перезаписи объектной голограммы на первый носитель сдвигают относительно обоих носителей интерференционную структуру, образованную от опорной голограммы, и относительно второго носителя - интерференционную структуру, образованную от объективной голограммы, а при перезаписи опорной голограммы на второй носитель сдвигают относительно обоих носителей интерференционную структуру, образованную от объектной голограммы, и относительно первого носителя - интерференционную структуру, образованную от опорной голограммы. 1 ил. (Л